Задачи и методы экологии. В настоящее время перед экологией стоит целый
комплекс общих теоретических и
прикладных задач, которые обусловлены как
радиционным биологическим подходом этой науки, так и современными
проблемами, связанными с негативным антропогенным воздействием на
природную среду.
На стыке экологии и физиологии решаются такие актуальные задачи, как ус-
тановление механизмов адаптации животных и растений к различным условиям и
факторам среды, в том
числе к экстремальным - холоду, высоким температурам,
сухости, снижению или повышению давления и т.д. Эти исследования проводятся
как на уровне отдельных особей, так и на уровнях популяций и биоценоза. Эколог
изучает географическую и сезонную изменчивость структуры популяции,
адаптационные биологические ритмы в популяции или в биоценозе в целом.
Важными теоретическими задачами экологии являются установление величин
первичной и вторичной продуктивности экосистем, оценка деятельности
Организмов по утилизации вещества и энергии на различных трофических
уровнях, определение интенсивности обмена веществ и скорости роста животных
и растений в зависимости от влияния различных,факторов среды. Прикладными
задачами в данном направлении являются
разработка рекомендаций по
поддержанию плодородия почвы и предотвращению его снижения, установление
целесообразности применения различных удобрений и допустимых норм их вне-
сения в почву, рациональное размещение и уход за посевами, оценка экономиче-
ской эффективности выращивания различных культурных растений и животных.
Методом научного познания является совокупность организованных дейст-
вий, целью которых является достижение истины. Применяемые в экологии ме-
тоды соответствуют особенностям решаемых прикладных
или теоретических
задач. В целом экологические методы можно подразделить на
полевые, дистан-
ционные, экспериментальные, теоретического обобщения, моделирование.
Полевые методы предполагают получение данных непосредственно в процессе
нахождения исследователя в естественной природной среде в период проведения
различных сухопутных и морских экспедиций. Дистанционные методы
основаны на получении данных с помощью различных автоматизированных сис-
тем наблюдения, в том числе с помощью самолётов и орбитальных спутников.
Экологическое изучение животных в полевых условиях включает изучение
сезонных изменений показателей состава и количества пищи, абиотических ус-
ловий среды,
биотических связей, динамики размножения, закономерностей
миграций и размещения популяций. Количественный учет может быть визуаль-
ным (глазомерным) и инструментальным.
Экспериментальные методы применяются тогда, когда достаточно сложно или
невозможно в полевых условиях установить степень и характер воздействия
определенных факторов среды на исследуемый биологический объект. Экс-
перимент проводится по строго определенной программе, включающей в себя
наблюдения и точную регистрацию параметров жизнедеятельности особей
(двигательной активности, дыхания, интенсивности питания,
скорости роста,
рождаемости и смертности и др.) в зависимости от количественных значений
одного или нескольких факторов среды (температуры, солёности воды, pH, ос-
вещения и др.). Данные, полученные в результате одного эксперимента или их
серии, позволяют в лабораторных условиях выявить и оценить различные при-
чинно-следственные связи между абиотическими и биотическими характери-
стиками. Тем не менее, необходимо понимать, что результаты,
полученные в
лабораторных условиях, не всегда могут в полной мере отражать происходящее в
естественной природной среде, так как в опыте чрезвычайно трудно учесть всё
многообразие природных условий и факторов, потенциально способных оказывать
значительное воздействие на изучаемый объект.
Модель представляет собой абстрактное упрощённое подобие реальности.
Примером модели может служить географическая карта. Экологические модели
строятся на основании теоретических обобщений совокупности сведений, по-
лученных в результате полевых наблюдений и экспериментов. Моделирование
динамики численности отдельной популяции или процессов, происходящих в
целой экосистеме, почти всегда является
чрезвычайно сложным делом, тре-
бующим весьма значительных затрат средств и времени. Построение модели
включает несколько этапов. Первоначально производят тщательное всестороннее
изучение реальных природных явлений и взаимосвязей. Выдвигаются первичные
предположения о характере происходящего. На втором этапе разрабатывается
логическая модель, в которой, исходя из имеющихся фактов и общих
экологических принципов, формулируются
главные закономерности, свойст-
венные для рассматриваемой экосистемы. На третьем этапе логическая модель
уточняется и приобретает строгое математическое выражение в виде совокуп-
ности уравнений. Наконец, четвёртый этап - это расчёт на основе построенной
модели интересующих биологических параметров и сравнение результатов мо-
делирования с действительностью. При значительном (более 40
%) расхождении
между реальными и полученными на основе разработанной модели значениями
модель
Отвергают
или
совершенствуют.
Математическими
моделями
описываются и проверяются различные варианты динамики численности попу-
ляций растений и животных, процессы биологической продуктивности в наземных
и морских экосистемах, ход восстановления нарушенных экосистем и т.д.
